بررسی عملکرد، راندمان مصرف آب و تجزیه و تحلیل اقتصادی گیاه رازیانه در شرایط متفاوت رطوبت

STUDENT

DEGREE

YEAR

Water scarcity and hence drought stress is known as a major hurdle to the production of crop plants in arid-semiarid regions of the world, including Iran. Understanding plants responses to drought and exploring drought-resilient genotypes of different crop species is vital to the successful tackling of this constraint. Many medicinal plants require less water in comparison to certain non-medicinal widely grown crop plants. Fennel (Foeniculum vulgare Mill.) is a herbaceous medicinal species which has not been examined sufficiently in terms of drought response. Eleven genotypes of fennel were, thus, sown and established in 2011 in the arid climate of Isfahan in Central Iran as a ratooned crop and subjected to either limited irrigation (i.e. irrigation after depletion of 75-85% of the available soil moisture) or sufficient irrigation (i.e. irrigation after depletion of 35-45% of the available soil moisture) water supply for a period of six years (i.e. 2011 to 2017). The 11 fennel genotypes (namely, Birjand, Hamedan, Aviana, Mashahd, Isfahan, Bushehr, Shiraz, Urmia, Yazd, Kerman, and Kashan) were assigned to sub plots and the two irrigation regimes were chosen as main plots in a 3-replicate randomized complete block design that was carried out in Lavark Research Farm of the Isfahan University of Technology, located at Najafabad (Latitude of 32? 32? N, Longitude of 51? 22? E), Iran. For each year of trial, the crop was harvested in late September-early October to measure growth, seed yield, and yield components, above-ground dry mass, essential oil production, and evaluate its economic feasibility. Besides, some physiological characteristics relevant to the seed yield under different irrigation regimes were studied in the final year of harvest, i.e. 2017. Genotypes Shiraz and Yazd were able to maintain a greater seed yield in the presence of drought, due mainly to a greater proline concentration and leaf water potential. Over the six years of the study, seed essential oil concentration increased but seed yield, plant height, seeds/plant, 1000-seeds weight, plant above-ground dry mass, water use efficiency and essential oil yield were decreased in the presence of drought. Different traits were modified differently with the stand age; the greatest seed yield, harvest index, and essential oil percent were obtained in the 4 th , 1 st , and 6 th years of harvest, respectively. An analysis of costs and benefits of fennel produced as a ratooned crop (i.e. instead of wheat) revealed profitability and feasibility of this medicinal plant, quantified based upon net present value, at least under non-drought irrigation scenarios in Isfahan, central Iran. Key words: drought stress, fennel, physiological traits, functional traits, economic analysis.

کمبود آب و تنش خشکی حاصل از آن یکی از بزرگ ترین موانع تولید محصولات زراعی در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به حساب می آید. شناخت جامع واکنش گیاهان و معرفی ژنوتیپ هایی که در شرایط تنش خشکی از دیگر ژنوتیپ ها بهتر عمل می کنند حیاتی به نظر می رسد. بسیاری از گیاهان دارویی در مقایسه با دیگر گیاهان زراعی غیر دارویی برای رشد به آب کمتری نیاز دارند. جهت بررسی آثار تنش خشکی بر صفات مورفو-فیزیولوژیک، عملکردی و تجزیه و تحلیل اقتصادی 11 ژنوتیپ رازیانه در دو سطح آبیاری ضمن اجرای آزمایش مزرعه ای و اندازه گیری صفات در سال زراعی 1396، نتایج این اندازه گیری ها با نتایج اجرای پنج سال گذشته ادغام و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. ژنوتیپ های رازیانه شامل همدان، کرمان، شیراز، بیرجند، یزد، ارومیه، ابن سینا، کاشان، مشهد، بوشهر و اصفهان وسطوح آبیاری شامل شاهد (بدون تنش) و تنش خشکی (به ترتیب 35 تا 45 و 75 تا 85 درصد تخلیه مجاز رطوبت خاک مزرعه) بودند. پژوهش های مورد نظر در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در 40 کیلومتری جنوب غربی اصفهان در منطقه لورک شهرستان نجف آباد و در عرض جغرافیایی32 درجه و 32 دقیقه شمالی به طول جغرافیایی 51 درجه و22 دقیقه شرقی برای سال 1396 به صورت طرح کرت های خرد شده و برای دوره ی شش ساله طرح کرت های خرد شده در زمان و مکان و در قالب بلوک کامل تصادفی با سه تکرار صورت گرفت. در آزمایش 1396 دو سطح آبیاری (شاهد وتنش) به عنوان فاکتور اصلی و 11 ژنوتیپ رازیانه به عنوان فاکتور فرعی و در آزمایش شش ساله دوسطح آبیاری (شاهد و تنش) به عنوان فاکتور اصلی، 11 ژنوتیپ رازیانه به عنوان فاکتور فرعی و زمان (سال برداشت) به عنوان فاکتور فرعی فرعی در نظر گرفته شدند. در آزمایش 1396، صفات فیزیولوژیک و عملکردی و در تجزیه و تحلیل شش ساله علاوه بر صفات عملکردی، تجزیه و تحلیل اقتصادی یازده ژنوتیپ رازیانه صورت گرفت. مطالعه صفات فیزیولوژیک نشان داد که علیرغم افزایش غلظت پرولین و قندهای محلول در شرایط تنش خشکی، صفات محتوای نسبی و پتانسیل آب برگ کاهش یافت. به طورکلی در شرایط تنش ژنوتیپ های شیراز ویزد به علت توانایی بالا در افزایش غلظت پرولین و بالا نگه داشتن پتانسیل آب برگ بیشترین عملکرد دانه را به خود اختصاص دادند. مطالعه صفات عملکردی دوره ی شش ساله نشان داد اگرچه تحت تنش خشکی درصد اسانس افزایش یافت، ولی دیگر صفات از جمله ارتفاع، اجزاء عملکرد، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک، راندمان مصرف آب عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک و عملکرد اسانس کاهش یافتند. به دلیل بالا بودن تعداد دانه و تعداد چتر در گیاه در شرایط تنش، بیشترین عملکرد دانه به ژنوتیپ های شیراز و یزد اختصاص یافت. با توجه به معنی دار شدن فاکتور زمان (سال برداشت)، برای صفات عملکرد دانه، شاخص برداشت و درصد اسانس در سال های مختلف مقادیر متفاوتی ثبت شد، به طوری که بیشترین مقدار صفات مذکور به ترتیب در سال های چهارم، اول و ششم مشاهده گردید. تجزیه و تحلیل درآمد و هزینه های شش ساله کاشت و تولید گیاه رازیانه تحت شرایط بدون تنش آبی در مقایسه با کاشت و تولید گیاه گندم، بیانگر برتری خالص ارزش حال و عملکرد اقتصادی رازیانه نسبت به گندم بود که این نتیجه نشان دهنده ی سود بیشتر کاشت و تولید رازیانه نسبت به گندم تحت شرایط آبیاری معمولی در شرایط محیطی اصفهان می باشد. کلمات کلیدی: تنش خشکی، رازیانه، صفات فیزیولوژیک، صفات عملکردی، تجزیه و تحلیل اقتصادی.